年末,审视量子计算的当下

作者: 赛先生

来源: 光子盒

发布日期: 2023-12-30 18:00:56

量子计算是当今最为活跃、投资最为火热的研究领域之一,但其领域内存在大量炒作与不切实际的期望。专家呼吁区分炒作与现实,重新关注关键问题,以实现真正的量子计算机革命。量子纠错被认为是实用量子计算的关键,但实现这一目标可能比预期更为遥远。

量子计算是当今最为活跃、投资最为火热的研究领域之一。其利用量子力学,有望比传统计算机更快地解决复杂问题,例如模拟化学反应、模拟生物神经网络等。不过,也有声音认为,量子计算领域正在产生大量泡沫,市场上对量子计算不切实际的渲染和吹捧,例如量子金融,纯属主观骗人,因此需要区分炒作与现实。IEEE Spectrum 杂志等媒体引用量子计算领域多位专家的观点,呼吁量子计算需要重新回关键问题上来。

只有这样,真正的量子计算机的革命才会更快发生。

量子纠错是实用量子计算的关键。量子计算机革命可能比许多人认为的更遥远、更有限。这是新兴的量子计算行业内和周围一小撮著名的怀疑论者发出的信息。量子计算机被吹捧为解决金融建模、优化物流和加速机器学习等一系列问题的方案。量子计算公司提出的一些雄心勃勃的时间表表明,这些机器可能会在短短几年内影响现实世界的问题。但是,在许多人看来,对这项技术不切实际的期望遭到了越来越多的反对。

区分炒作与现实。

问题不仅仅在于时间尺度。今年5月,微软技术研究员马蒂亚斯·特罗伊在《ACM通信》杂志上发表了一篇论文,指出量子计算机能够提供有意义优势的应用数量比某些人可能认为的要有限。量子计算的主要承诺是能够以比经典计算机快得多的速度解决问题,但具体快多少却各不相同。

特罗伊说,在两种应用中,量子算法似乎能提供指数级的速度:一种是对大数进行因式分解,这可以破解互联网所依赖的公开密钥加密;另一个是模拟量子系统,可应用于化学和材料科学领域。

重新评估容错量子计算的时间尺度。斯科特·阿伦森说,对于一直密切关注量子计算研究的人来说,这些限制其实并不奇怪。虽然他也认为实际应用还有很长的路要走,但该领域最近取得的进展确实让他有理由感到乐观。本月早些时候,来自量子计算初创公司QuEra和哈佛大学的研究人员证明,他们可以使用280量子比特处理器生成48个逻辑量子比特,远远超过之前的实验所能做到的。

探索下一代量子技术。菲利普·哈巴赫说,同样重要的是要记住,许多公司已经拥有成熟且富有成效的量子化学工作流程,这些流程是在经典硬件上运行的。哈巴赫的研究小组研究量子计算与默克公司工作的相关性已经有大约六年的时间。虽然NISQ设备有可能用于某些高度专业化的问题,但他们得出的结论是,在实现容错之前,量子计算不会对工业产生重大影响。

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